详解为什么集群无人机是趋势关键技术是什么上
2023-03-17 来源：贵阳机械信息网
【详解】为什么集群无人机是趋势 关键技术是什么？（上）
作为一个发展速度快、迭代周期短的领域，无人机技术的趋势一直是业内讨论的焦点。
今年8月，在中国计算机学会主办，雷锋网承办的CCF-GAIR峰会上，被称是无人机大神的Vijay Kumar教授提出来他的5S趋势理论：Small（小型），Safe（安全），Smart（智能），Speed（敏捷）和Swarm（集群），与一直被广泛研究的前四个S不同，Swarm集群技术目前还主要在学术界和国防领域受到关注，集群智能（Swarm Intelligence）作为一种Game-Changing的颠覆性技术，一直被中美等国军队视为无人化作战的突破口。
最近，在珠海航展上，中国电科CETC披露了我国第一个固定翼无人机集群试验原型系统，实现了67架规模的集群原理验证，打破之前由美国海军保持的50架固定翼无人机集群的世界纪录，该成果由CETC电科院、清华大学、泊松技术携手完成。结合今年Intel团队100架和500架多旋翼无人机的震撼空中灯光秀，我们已经可以看出无人机集群技术发展的端倪，甚至可以谨慎地预测，集群技术可能是无人机技术发展的下一个重要热点。
概念与起源
集群行为（Swarm behaviour）、或者群行（Swarming）是一种生物的集体行为，最典型的例子是外观上看起来一群实体聚集在一起兜圈或朝特定方向行动。生物界中的昆虫、鸟类、鱼类、水生动物、人与细菌都会出现集群行为。
机器人的集群技术的灵感来源于自然，正如上世纪初发明飞机就是受到了飞鸟的启发一样，无人机集群概念起源于古老的昆虫蜜蜂，蜂群内部分工明确，个体之间存在着丰富有趣的信息交流语言，社会行为丰富。
早在1亿2千万年前，蜜蜂就以集群的方式在地球上，每个蜂群由蜂王、工蜂和雄蜂组成，蜂王通常每群只有一只；工蜂自数千至数万只不等，雄蜂一般只在群体需要的季节里才存在。宋代诗人戴表元所作诗词之一《义蜂行》中就曾写道：“朝朝莫莫与蜂狎，颇识蜂羣分等差。一蜂最大正中处，千百以次分来衙。”在概念上，与鱼群、鸟群、蜂群、蚁群类似，机器人的集群行动也可用此术语描述，因此我们创造了无人机集群即UAVSwarm的概念。
从抽象的角度来看，群体行为是大量自驱动粒子系统的集体运动。
从数学模型的角度来看，它是一种突现（Emergence）行为，即个体遵循简单的运动和逻辑规则，不需要任何有中心的中央协调，而又能自然而然的呈现群体特征。
集群行为也被物理学家当作一种非热力学平衡现象加以研究，他们需要研究新的统计物理学工具来对付这种非热力学平衡系统。在理论研究仍然不着边际的80年代，数值计算科学家首先用模拟程序boids在计算机上模拟群体行为，该程序根据一组基本规则来模拟一组简单智能体的运动，这个程序首先用来模拟鸟类的集群行为，后来也被用于研究鱼类和其他集群动物。
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